1. Тема: Окислительно-восстановительные реакции.
Целью этого урока понять, что такое ОВР, дать определение
ОВР, а также научиться писать электронный баланс, с
помощью электронного баланса.
Для более углублённого изучения темы вы можете
просмотреть видео у меня в контакте: «Окислительно-
восстановительные реакции».
Многие химические реакции уравниваются простым подбором
коэффициентов. Но иногдавозникают сложности:количество атомов какого-
нибудь элемента в левой и правойчастях уравнения никак не удается сделать
одинаковым без того, чтобы не нарушить "равновесия" междуатомами
других элементов.
Чаще всего такие сложностивозникаютв уравнениях окислительно-
восстановительныхреакций. Для их уравнивания используютнесколько
способов, из которыхмы пока рассмотрим один – метод электронного
баланса.
Итак,
Окислительно –восстановительные реакции- это реакции, которые
происходят с изменен ием степени окисления в элементах ДО и
ПОСЛЕ реакции.
Напишем уравнение реакции между алюминием и кислородом:
Al + O2 = Al2O3
Пусть вас не вводит в заблуждение простотаэтого уравнения.
Наша задача – разобраться в методе, которыйв будущем позволитвам
уравнивать гораздо болеесложныереакции.
Итак, в чем заключается метод электронного баланса? Баланс – это
равенство. Поэтому следует сделать одинаковым количество электронов,
которыеотдает одинэлемент и принимает другойэлемент в данной
реакции. Первоначально это количество выглядитразным, что видно из
разных степеней окисления алюминия и кислорода:

2. 0 0 +3 –2
Al + O2 = Al2O3
Алюминий отдает электроны (приобретает положительную степень
окисления), а кислород – принимает электроны (приобретаетотрицательную
степень окисления). Чтобы получить степень окисления +3, атом алюминия
должен отдать 3 электрона. Молекула кислорода, чтобы превратитьсяв
кислородныеатомы со степенью окисления -2, должна принять 4 электрона:
Чтобы количество отданных и принятыхэлектронов
выровнялось, первоеуравнение надо умножить на 4, а второе – на
3. Для этого достаточно переместить числаотданных и принятых
электронов против верхней и нижней строчкитак, как показано
на схеме вверху.
Если теперь в уравнении перед восстановителем (Al) мы
поставим найденный нами коэффициент 4, а перед окислителем
(O2) – найденный нами коэффициент 3, то количество отданных и принятых
электронов выравнивается и становится равным 12. Электронныйбаланс
достигнут. Видно, что перед продуктом реакции Al2O3 необходим
коэффициент 2. Теперь уравнение окислительно-восстановительнойреакции
уравнено:
4Al + 3O2 = 2Al2O3
Все преимущества метода электронного баланса проявляются в более
сложныхслучаях, чем окисление алюминия кислородом.
Итак, используя выше, написанные данные попробуем составить алгоритм
написания электронного баланса.
Алгоритм:
1. В уравнение проставляем степени окисленияВСЕХэлементовв
соединения.
2. Если такие элементы есть - подчёркиваем ихи приступаем к
написаниюэлектронногобаланса.
3. Выписываем эти элементы и определяем,какие атомы принимают
атомы, а какие в свою очередь отдают.

3. 4. Пишем электронный баланси определяем главныекоэффициенты
химическихэлементов.
5. Те, ионы, которые отдаютсвои электроны,являются
восстановителями. А, те, которые принимаютэлектроны-
окислителями.
Например, известная всем "марганцовка" – марганцево кислыйкалий KMnO4
– является сильным окислителем за счет атома Mn в степени окисления +7.
Даже анион хлора Cl– отдает ему электрон, превращаясь в атом хлора. Это
иногдаиспользуютдля получения газообразногохлорав лаборатории:
+7 –1 0 +2
KMnO4 + KCl + H2SO4 = Cl2 + MnSO4 + K2SO4 + H2O
Составим схему электронного баланса:
Двойка и пятерка – главные коэффициенты уравнения, благодаря которым
удается легко подобрать вседругие коэффициенты. Перед Cl2 следует
поставить коэффициент 5 (или 2·5 = 10 перед KСl), а перед KMnO4 –
коэффициент 2. Все остальные коэффициенты привязываютк этим двум
коэффициентам. Это гораздо легче, чем действовать простым перебором
чисел.
2KMnO4 + 10KCl + 8H2SO4 = 5Cl2 + 2MnSO4 + 6K2SO4 + 8H2O
Чтобы уравнять количество атомов К (12 атомов слева), надо перед K2SO4 в
правойчасти уравнения поставить коэффициент 6. Наконец, чтобы уравнять
кислород и водород,достаточноперед H2SO4 и H2O поставить коэффициент
8. Мы получили уравнение в окончательном виде.
Метод электронного баланса, как мы видим, не исключает и обыкновенного
подборакоэффициентов в уравнениях окислительно-восстановительных
реакций, но может заметно облегчить такой подбор.
*Применение ОВР. Окислительно-восстановительныереакции играют
огромнуюроль в природеи технике. Без этих реакций невозможнажизнь,
потому что дыхание, обменвеществ, синтез растениями клетчатки из
углекислого газа и воды – все это окислительно-восстановительные
процессы.

4. В технике с помощьюреакций этого типа получают такие важные вещества
как аммиак (NH3), серную (H2SO4)и соляную (HCl) кислоты и многие другие
продукты. Вся металлургия основанана восстановленииметаллов из их
соединений – руд. Большинство химических реакций – окислительно-
восстановительные. Приведем важнейшие определения, связанныес
окислительно-восстановительными реакциями.
Окислителями называются вещества, присоединяющиеэлектроны. Во время
реакции они восстанавливаются.
Восстановителяминазываются вещества, отдающие электроны. Во время
реакции они окисляются.
Посколькуокислитель
присоединяетэлектроны,
степень окисления его атомов
может только уменьшаться.
Наоборот, восстановитель
теряет электроны и степень
окисления его атомов должна
повышаться.
Окисление всегда
сопровождается
восстановлением и, наоборот, восстановлениевсегдасвязано с окислением.
Число электронов, отдаваемых восстановителем, равно числу электронов,
присоединяемыхокислителем.
Из выше сказанного можно сделатьследующие выводы:
Если каждый атомокислителя может принятьиное количество
электронов,чемотдает атомвосстановителя,то необходимо так
подобратьколичество атомов того и другого реагента,чтобы
количество отдаваемых и принимаемых электронов стало
одинаковым.Это требование положенов основу метода
электронного баланса,с помощью которого уравнивают уравнения
окислительно-восстановительных реакций.